王昌盛
南京仁立建设工程质量安全鉴定有限公司，江苏 南京，211800
摘要：近年来，随着政府加大对装配式建筑的政策鼓励和产业引导力度，各类装配式住宅如雨后春笋般涌现，并逐步增加了所占比例；作为装配式住宅的一种形式，装配式钢结构住宅也在不断地进行研发和稳步推广。与传统的钢结构住宅相比，装配式钢结构住宅施工要求更高，面临新的技术、管理问题。本文通过工程实践，阐述了装配式钢结构住宅施工中所遇到的问题及解决的方法与体会。
关键词：装配式建筑；钢结构住宅；装配式施工
前言
作为装配式住宅的一种形式，装配式钢结构住宅与传统住宅相比，对施工人员的管理能力和工程实践经验要求更高，施工中需要考虑的因素更多，所面临的新的技术、管理问题也更多，本文以某集团第二代装配式钢结构住宅为例，从以下几个方面阐述了钢结构住宅施工中遇到的问题及解决的方法和实践经验。
1垂直运输布置
装配式建筑主要采用工厂化加工钢构件或混凝土预制件，现场吊装施工；施工中需要吊装的构件数量多，重量大，对垂直运输设备性能要求高，吊装布置是否合理直接影响施工进度和施工成本。对垂直运输进行合理的布置，需要综合考虑设备的起重性能参数、最大构架重量、设备布置数量、设备租赁费等因素，通过平衡各方面的需求，得出经济合理的布置方案。
本文以二代装配式钢结构房屋为例，该房屋地上33层，单层建筑面积约800平方米，若采用传统同体量钢筋混凝土现浇结构施工，只需布置QTZ80型塔吊即可满足施工垂直运输要求。对于装配式钢结构住宅施工，单层需要吊装构件数量超过300件，最大构件重量2.5吨；对于塔吊安装，按作业回转半径55米，起重量2.5吨计算，需要选择QTZ160型塔吊方能满足起重量要求；对于塔吊安装，按两台塔吊考虑，可缩短作业回转半径至30米，选择两台QTZ160型塔吊分别满足起重量要求；结合集团一代装配式钢结构住宅施工情况，布置一台大型塔吊，单层需要吊运构件较多，由于楼面施工增加，垂直吊运时间变长，施工吊运速度明显下降，从而影响施工进度；市场调研QTZ160型塔吊的租金约为QTZ80型的三倍，综合考虑后决定布置两台QTZ80型塔吊，既能满足起重量要求，又能提高吊运速度，同时节约成本。
2钢结构安装速度与精度控制
装配式钢结构住宅施工中，钢结构安装速度是整个建筑的主要施工速度，施工速度慢，施工周期长，直接影响到工程的造价。总装工程中，结构体系的安装精度将直接影响后期维修墙板的安装，特别是高层装配式钢结构住宅，总装高度近百米，层高累积偏差过大，后果极为严重；因此，对钢结构安装速度和精度的控制对施工成本和质量至关重要。
本实例项目在施工初期，单层钢结构安装仅需15天，远低于传统钢筋混凝土现浇结构住宅7-10天一层平均施工速度；同时，施工到六层时，钢结构安装精度跟踪检查，部分钢柱垂直度累计偏差达3公分，继续施工将对结构安全和后期墙板安装产生极为严重的影响。经过与参建方协商，发现施工进度缓慢、安装精度偏差大，主要有两个原因：
首先，与一代装配式钢结构住宅相比，设计时为了降低建筑成本，大大减少了单位平方米的用钢量，钢构件强度差，刚度不高；由于运输装卸过程中保护措施不到位，导致部分构件弯曲变形严重，安装前需要在现场进行二次校正，耗时长，同时由于构件刚度不够，容易变形，安装精度难以控制。
其次，梁柱节点连接设计为全焊接，单层钢梁两百多根，梁柱节点四百多个，每个梁柱节点三条焊缝，焊接工作量很大，严重影响施工速度；同时全焊接连接对装配和固定带来不便，焊缝多，焊接变形大，严重影响钢结构安装精度。
根据问题产生的原因，后续施工采取了多种改善措施：
（1）设计单位对部分变形较大的同类构件，适当调整构件钢板的厚度，以提高构件的刚度。
（2）钢件在运输和装卸过程中应加强保护措施，增加垫木数量，合理安排吊点，减少钢件的二次搬运变形。
（3）对运到现场的构件在吊装前进行全面变形复核和校正，对变形严重、现场不方便校正的构件采取返工措施。
（4）在与设计单位协商后，将梁柱节点连接由全焊接改为翼缘腹板焊接形式，减少了焊接工作量和对焊接变形的影响，同时也便于钢件先栓焊后栓焊，便于钢件的拼接和精度控制。
（5）在安装过程中，较常规钢结构安装提高了安装精度控制指标，加强了边部安装精度的监测与控制，确保单层安装精度误差在可控范围之内。
（6）在安装班次配置上，适当增加了焊工人数，提高了焊接速度。经上述改进，使后续施工速度有了显著提高，单层施工时间减少了一半，同时安装精度控制在允许范围内。
3高标号混凝土灌注
本工程采用钢框架支撑结构，钢柱采用焊接的方矩管，管内注入C80?C60高标号混凝土，共同构成竖向荷载体系。采用高抛免振自密实混凝土技术，采用吊斗柱顶灌流工艺，施工中发现混凝土存在离析、梁柱节点处水平加劲板下方空洞，同时在浇筑完成后发现钢管柱在层间高度位置有明显的鼓凸变形。
3.1综合原因分析
（1）虽然高抛免振自密实混凝土具有一定的高抛施工能力，流动性强，不需振捣，自密实特性，但由于方矩管内部空间小，浇注条件较差，钢柱加工分块三层一节，混凝土浇筑时自柱顶自由倾落，高度达九米以上，自由倾落高度过大极易产生离析。
（2）钢柱加工时，只在每节柱脚的底部设置排水孔，在梁柱节点处的内部水平加劲板下方排气排水不良，并因不具备振捣条件而未采取振捣措施，造成空洞。
（3）与第一代钢结构住宅设计相比，第二代钢结构住宅大大减少了每平方米的钢用量，而在方矩管柱层板高度处，钢板厚度相对较弱，不能抵挡混凝土侧向压力，从而导致钢管柱鼓凸变形。
3.2应对措施
（1）配置一台具备二次搅拌功能的小型混凝土灌注机，将混凝土吊运至灌注机料仓进行二次搅拌，提高了混凝土灌注前的工作性能；同时，泵管相对细小，可从柱顶插入到方矩管钢柱体内一定深度，减少混凝土浇筑时的自由倾落高度。
（2）在梁柱节点的内侧加劲板下面四周各钻两个排水排空孔，使混凝土浇筑时该部位能顺利排出水气；在梁柱节点的外置平板震动器上，对节点进行振捣，保证该部位混凝土灌注密实，避免空洞。
（3）针对钢管柱的鼓包变形现象，浇注前在每层钢管柱四周、每层中高位置安装两个活动式钢抱箍，共同抵抗浇筑混凝土时产生的侧向压力，待混凝土硬化后再将其拆除循环使用。实施上述改进对策后，所发现的问题有明显改善，通过跟踪监测，各项数据均达到质量控制要求。
4钢砼脱粘现象处理
钢柱内壁混凝土完全硬化后，由第三方检测单位定期对浇筑质量进行检测，发现被检测的钢柱内壁混凝土与钢板之间普遍有间隙，即所谓的脱胶现象。作为一种新结构形式，为弄清其产生原因及对结构受力的影响，施工单位请有关专家进行分析论证，并提请设计单位核实其受力情况。经过分析论证认为，产生脱粘现象的主要原因是混凝土硬化时固有的收缩特性，特别是高等级混凝土硬化时，这种现象更为明显；根据受力分析，由于间隙较小，只有0.05 mm左右，因此不影响整个结构的受力。与此同时，专家建议，在保证强度和流动性的前提下，适当增加减水剂，降低水灰比，增加膨胀剂的用量，消除混凝土的硬化收缩，使脱粘现象得到有效改善，脱粘面积大幅度降低。
结语
作为一种新型的住宅形式，装配式钢结构住宅施工考虑因素很多，同时也会遇到许多新的技术、管理问题，通过分析原因，有针对性地制定对策和改进措施，大部分问题都能得到彻底解决或有效地改善，装配式钢结构住宅施工技术也将在不断的积累中逐步提高和成熟。目前阶段，建造成本仍然是制约装配式钢结构住宅作为商品住宅发展的一个重要因素；研发和推广过程中，仅从设计指标上考虑建造成本的降低，而没有考虑施工难度的增加和施工费用的增加，不利于最终建造成本的降低。
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